CA6140車床撥叉831007的鉆M8螺紋孔夾具設計及加工工藝裝備含SW三維及4張CAD圖-版本1

CA6140車床撥叉831007的鉆M8螺紋孔夾具設計及加工工藝裝備含SW三維及4張CAD圖-版本1,ca6140,車床,m8,螺紋,羅紋,夾具,設計,加工,工藝,裝備,設備,sw,三維,cad,版本 目 錄 1計算生產(chǎn)綱領、確定生產(chǎn)類型 1 1.1 生產(chǎn)綱領 1 1.2 生產(chǎn)類型 1 2 零件分析 3 3工藝規(guī)程設計 4 3.1 定位基準的選擇 4 3.2 制定加工工藝路線 5 3.3 選擇加工設備及工藝裝備 5 3.4 加工工序設計、工序尺寸計算 6 3.5 選擇切削用量、確定時間定額 7 4、鉆螺紋孔夾具的設計 21 4.1快換鉆套的設計 21 4.2襯套的設計 21 4.3固定模板的設計 22 4.4夾具體的設計 22 4.5定位短銷和削邊銷的設計 23 4.6手柄支撐橫梁及支撐架的設計 24 4.7手柄及壓塊的設計 25 4.8輔助支撐的設計 26 4.9夾具裝配體三維圖 26 4.10夾具裝配體二維圖 28 4.11夾具體二維圖 29 4.12夾具操作說明 29 5、相關計算 29 5.1 夾緊力的計算 29 5.2加工誤差分析 30 總 結 33 參考文獻 34 1計算生產(chǎn)綱領、確定生產(chǎn)類型 1.1 生產(chǎn)綱領 生產(chǎn)綱領：企業(yè)在計劃期內應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領是包括備品和廢品在內的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領按下式計算。 N=Qn(1+a+) 式中： N——零件的生產(chǎn)綱領（件/年） Q——機器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年） n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺） a——備品百分率 ——廢品百分率 1.2 生產(chǎn)類型 根據(jù)生產(chǎn)綱領的大小，可分為三種不同的生產(chǎn)類型： 1.單件生產(chǎn)：少量地制造不同結構和尺寸的產(chǎn)品，且很少重復。如新產(chǎn)品試制，專用設備和修配件的制造等。 2.成批生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復。而小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)。 3.大量生產(chǎn)：當一種零件或產(chǎn)品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點經(jīng)常是重復性地進行相同的工序。 生產(chǎn)類型的判別要根據(jù)零件的生產(chǎn)數(shù)量（生產(chǎn)綱領）及其自身特點，具體情況見表1-1。 表1-1： 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領的關系 生產(chǎn)類型 重型 （零件質量大于2000kg） 中型 （零件質量為100-2000kg） 輕型 （零件質量小于100kg） 單件生產(chǎn) 小于等于5 小于等于20 小于等于100 小批生產(chǎn) 5-100 20-200 100-500 中批生產(chǎn) 100-300 200-500 500-5000 大批生產(chǎn) 300-1000 500-5000 5000-50000 大量生產(chǎn) 大于1000 大于5000 大于50000 依設計題目知：Q=3000臺/年，n=2件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領 N=3000×2×（1+10%）×（1+1%）=6666件/年 零件是輕型零件，根據(jù)表1-1可知生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 2 零件分析 題目所給的零件是CA6140車床撥叉，用來把兩個咬合的齒輪撥開來，再把其中一個可以在軸上滑動的齒輪撥到另外一個齒輪上以獲得另個速度，即改變車床滑移齒輪的位置，實現(xiàn)變速。 表面粗糙度與機械零件的配合性質、耐磨性、疲勞強度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關系，對機械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標注采用Ra。 1、 撥叉Φ40端面,表面粗糙度Ra3.2 2、 撥叉底面，表面粗糙度Ra12.5 3、 撥叉Φ22H7mm孔，表面粗糙度Ra1.6 4、 撥叉Φ55孔，表面粗糙度Ra3.2 5、 撥叉Φ73孔端面，表面粗糙度Ra3.2 6、 撥叉Φ8孔，表面粗糙度Ra1.6 7、 撥叉M8螺紋，表面粗糙度Ra12.5 3工藝規(guī)程設計 3.1 定位基準的選擇 基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞蔬x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成大批零件報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 1 、粗基準的選擇 ① 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。 ② 如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。 ③ 如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。 ④ 選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 ⑤ 粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選撥叉Φ40端面及Φ40外圓面為定位粗基準。 2、 精基準的選擇 選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。 ①用設計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。 ②當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準轉換誤差。 ③當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 ④為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。 ⑤有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。 根據(jù)該撥叉零件的技術要求和裝配要求,對于精基準而言，主要考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目以Φ22H7孔及Φ40端面為定位精基準，滿足要求。 3.2 制定加工工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。 工序01：金屬型澆注 工序02：時效處理 工序03：銑工件底面 工序04：粗銑、精銑Φ40端面 工序05：鉆、擴、鉸Φ22孔并兩端倒角C1 工序06：粗鏜、精鏜Φ55孔、粗鏜、精鏜上面Φ73孔 工序07：粗鏜、精鏜下面Φ73孔 工序08：鉆、鉸Φ8 工序09：鉆、攻M8螺紋 工序10：銑斷 工序11：去毛刺 工序12：檢驗至圖紙要求 工序13：涂漆 工序14：入庫 3.3 選擇加工設備及工藝裝備 工序03：銑工件底面，刀具：端面銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X52K 工序04：粗銑、精銑Φ40端面，刀具：端面銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X52K 工序05：鉆、擴、鉸Φ22孔并兩端倒角C1，刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：專用夾具；機床：立式鉆床Z525 工序06：粗鏜、精鏜Φ55孔、粗鏜、精鏜上面Φ73孔，刀具：鏜刀；量具：內徑百分尺；機床：坐標鏜床T4240 工序07：粗鏜、精鏜下面Φ73孔，刀具：鏜刀；量具：內徑百分尺；機床：坐標鏜床T4240 工序08：鉆、鉸Φ8，刀具：麻花鉆、鉸刀；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：專用夾具；機床：立式鉆床Z525 工序09：鉆、攻M8螺紋，刀具：麻花鉆、絲錐；量具：錐柄圓柱塞規(guī)、螺紋塞規(guī)；夾具：專用夾具；機床：立式鉆床Z525 工序10：銑斷，刀具：三面刃銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X62 3.4 加工工序設計、工序尺寸計算 1. 工件的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra12.5。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 2. Φ40端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.7mm 半精銑 單邊余量Z=0.3mm 3. Φ22孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造。粗糙度Ra1.6，根據(jù)表2.3-8得，先鉆孔至Φ20，再擴Φ20至Φ21.8，最后鉸Φ21.8孔至Φ22H7。 4.Φ55孔的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。 粗鏜 單邊余量Z=1.7mm 精鏜 單邊余量Z=0.3mm 5. Φ73孔的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。 粗鏜 單邊余量Z=1.7mm 精鏜 單邊余量Z=0.3mm 6. Φ73孔端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。 粗鏜 單邊余量Z=1.7mm 精鏜 單邊余量Z=0.3mm 7. M8螺紋的加工余量 因螺紋的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-24知，首先鉆M8螺紋底孔Φ6.8，再攻M8螺紋。 8.Φ8孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造。粗糙度Ra為1.6，根據(jù)表2.3-8得，先鉆孔至Φ7.8，再鉸Φ7.8孔至Φ8。 9．其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。 3.5 選擇切削用量、確定時間定額 工序01：金屬型澆注 工序02：時效處理 工序03：銑工件底面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?80 當＝380r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，， 則機動工時為 工序04：粗銑、精銑Φ40端面 工步一：粗銑Φ40端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?90 當＝490r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，， 則機動工時為 工步二：精銑Φ40端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選取＝590 當＝590r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，， 則機動工時為 工序05：鉆、擴、鉸Φ22孔并兩端倒角C1 工步一：鉆孔至Φ20 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ20孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525立式鉆床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根據(jù)Z525立式鉆床說明書，取， 故實際切削速度為 則機動工時為 工步二：擴Φ20孔至Φ21.8 利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按鉆床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，， 則機動工時為 工步三：鉸Φ21.8孔至Φ22H7 根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25，， 查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，， 則機動工時為 工序06：粗鏜、精鏜Φ55孔、粗鏜、精鏜上面Φ73孔 工步一：粗鏜Φ51孔至Φ54.4 所選刀具為YT5硬質合金鏜刀。 1） 確定切削深度 2） 確定進給量 根據(jù)表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為20mm時， =0.15～0.30mm/r 按T4240機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.27mm/r 3） 確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 117m/min =409r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4） 基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=1.7mm，=20mm，=4mm，=0， =0.27mm/r,， 工步二：粗鏜Φ69孔至Φ72.4 所選刀具為YT5硬質合金鏜刀。 1）確定切削深度 2）確定進給量 根據(jù)表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時， =0.15～0.30mm/r 按T4240機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.27mm/r 3）確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 117m/min =409r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4）基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=1.7mm，=20mm，=4mm，=0， =0.27mm/r,， 工步三：精鏜Φ54.4孔至Φ55 所選刀具為YT5硬質合金圓形鏜刀。 1）確定切削深度 2）確定進給量 根據(jù)表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為20mm時， =0.15～0.30mm/r 按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.19mm/r 3）確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 130m/min =453r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4）基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=0.3mm，=20mm，=4mm，=0， =0.19mm/r,， 工步四：精鏜Φ72.4孔至Φ73 所選刀具為YT5硬質合金圓形鏜刀。 1）確定切削深度 2）確定進給量 根據(jù)表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時， =0.15～0.30mm/r 按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.19mm/r 3）確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 130m/min =453r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4）基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=0.3mm，=5mm，=4mm，=0， =0.19mm/r,， 工序07：粗鏜、精鏜上面Φ73孔 工步一：粗鏜Φ69孔至Φ72.4 所選刀具為YT5硬質合金鏜刀。 1）確定切削深度 2）確定進給量 根據(jù)表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時， =0.15～0.30mm/r 按T4240機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.27mm/r 3）確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 117m/min =409r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4）基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=1.7mm，=20mm，=4mm，=0， =0.27mm/r,， 工步二：精鏜Φ72.4孔至Φ73 所選刀具為YT5硬質合金圓形鏜刀。 1）確定切削深度 2）確定進給量 根據(jù)表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時， =0.15～0.30mm/r 按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.19mm/r 3）確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 130m/min =453r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4）基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=0.3mm，=5mm，=4mm，=0， =0.19mm/r,， 工序08：鉆、鉸Φ8 工步一：鉆孔至Φ7.8 確定進給量：根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ7.8孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，， 則機動工時為 工步二：鉸Φ7.8孔至Φ8 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-25，，，得 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，， 則機動工時為 工序09：鉆、攻M8螺紋 工步一：鉆M8螺紋底孔Φ6.8 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按機床選取n=500r/min 切削工時： ，， 則機動工時為 工步二：攻M8螺紋 選擇M8mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r 299r/min 按機床選取n=300r/min 切削工時： ，， 則機動工時為 工序10：銑斷 1、 切削用量 ①本工序為粗銑基準面A，所選刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。銑刀直徑d=125mm，寬度L=28mm，齒數(shù)Z=20。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第三部分表3.2選擇銑刀的幾何形狀。由于加工鋼料的大于等于785MPa，故選前角=15°，后角=12°（周齒），=6°（端齒）。 已知銑削寬度=28mm，銑削深度=2.5mm。機床選用X62W型臥式銑床。 ②確定每齒進給 根據(jù)表3.3，X62W型臥式銑床的功率為7.5KW（表4.2-35），工藝系統(tǒng)剛性為中等，高速鋼端面銑刀加工鋼料，查得每齒進給量=0.06～0.1mm/z，現(xiàn)取=0.07mm/z。 2、 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表3.7，用高速鋼端面銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm；銑刀直徑d=70mm，耐用度T=120min(表3.8）。 3、 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 根據(jù)表3.27中公式計算： 式中 =48，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min,=2.5mm,=0.07mm/z,=28mm,Z=20,d=125,=1.0。 m/min≈27.86m/min =70.9r/min 根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉速表（表4.2-39），選擇 實際切削速度 工作臺每分鐘進給理為 根據(jù)X62W型銑床工作臺進給量表（表4.2-40），選擇 則實際每齒進給量為 4、 校驗機床功率 根據(jù)表3.28的計算公式，銑削時的功率（單位KW）為 式中 =650，=1.0，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=2.5，=0.063mm/min，=28.5mm，Z=20，d=50mm，n=475r/min,=0.63mm =2076.8N X62銑床主動電機的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。 所確定的切削用量為 =0.063mm/min，，， 5、基本工時 三面刃銑刀銑端面的基本時間為： 工序11：去毛刺 工序12：檢驗至圖紙要求 工序13：涂漆 工序14：入庫 4、鉆螺紋孔夾具的設計 4.1快換鉆套的設計 因為在工序9中，對一個孔有兩個工步的加工，加工兩個孔，共四個工步，所以最好采用快換鉆套。根據(jù)參考文獻【3】表3-27可以查得快換鉆套的標準尺寸，由于麻花鉆的直徑為7.6mm，所以快換鉆套，相應的快換鉆套的其它部分尺寸由表的第一行可以查得，根據(jù)標準，畫出快換鉆套的三維立體圖,如圖4-1。 圖4-1 快換鉆套的三維立體圖 4.2襯套的設計 根據(jù)參考文獻【3】表3-25可以查得襯套的標準尺寸，由于在快換鉆套中選用的外徑尺寸為： （4-1） 選用A型襯套，故襯套的內徑： （4-2） 查表后即可畫出襯套立體圖，如圖4-2所示： 圖4-2 襯套的三維立體圖 4.3固定模板的設計 設計完快換鉆套和襯套后，需要設計與之配合的模板，模板上除了需要給快換鉆套留孔外，還需要留螺釘孔和銷釘孔。固定模板的立體圖，如圖4-3所示。 圖4-3 固定模板的三維立體圖 4.4夾具體的設計 夾具體上需要有兩個定位孔，一個放置短銷，另一個放置削邊銷，這兩個孔的中心距為120 mm。夾具體底部還需要一個小凸臺，防止支撐銷出現(xiàn)壓桿穩(wěn)定的問題。夾具體上部需要一個螺紋孔和兩個銷釘孔，螺紋孔用來連接，銷釘孔用來固定。夾具體的三維立體圖如圖4-4所示。 圖4-4 夾具體的三維立體圖 4.5定位短銷和削邊銷的設計 夾具體上定位短銷的直徑等于工件內孔的直徑，即為22mm。削邊銷長邊大致為22mm，需要略短一點，防止過配合。將定位銷和削邊銷安置在夾具體上的圖如圖4-5所示。 圖4-5 定位銷和削邊銷安置在夾具體上的三維圖 4.6手柄支撐橫梁及支撐架的設計 支撐橫梁主要起到方便手柄擰緊的作用，所以尺寸的大小沒有過多的約束，同樣支撐架的尺寸也沒有過多的限制，只要保證在支撐的強度極限范圍內。這里不妨取支撐架的外徑為18 mm，內部有M12的內螺紋，方便安裝螺釘。尾部有M12的外螺紋，方便連接螺母固定支撐架，整個支撐部分的三維效果圖如圖4-6所示 圖4-6 整個支撐部分的三維效果圖 4.7手柄及壓塊的設計 手柄的大小需要與人手掌的大小相似，并且具有便于握住的特征，手柄的直徑大約為40mm。手柄上有螺紋，與橫梁上的螺紋構成螺旋副傳動。手柄尾部還有小凸起，方便壓住壓塊。手柄的三維效果圖如圖4-7所示 圖4-7 手柄的三維效果圖 壓塊由兩部分兩部分組成，一部分緊貼工件，另一部分靠近手柄。它們兩者使用螺釘連接，設計為兩部分有以下考慮： ①靠近工件的壓塊極易磨損，需要頻繁的更換 ②單靠一個壓塊很難保證壓塊不從手柄上脫落，用另一個壓塊與其配合可以很好地防止脫落的問題。 壓塊與手柄的連接圖如圖4-8所示。 圖4-8 壓塊與手柄的連接圖 4.8輔助支撐的設計 為了保持在鉆孔時，工件處于一個比較穩(wěn)定的狀態(tài)，除了壓塊的夾緊力，還需要一個輔助支撐，來防止工件掉落。輔助支撐和螺釘之間有彈簧，可以調節(jié)輔助支撐的高度，在整個加工過程中，輔助支撐應該始終與工件接觸。輔助支撐的三維立體圖如圖4-9所示。 圖4-9 輔助支撐的三維立體圖 4.9夾具裝配體三維圖 至此，整個夾具的各個零件都設計完成，整體效果圖如圖4-10所示. 圖4-10夾具整體效果圖 4.10夾具裝配體二維圖 圖4-11夾具裝配體二維圖 4.11夾具體二維圖 圖4-12夾具體二維圖 4.12夾具操作說明 首先將工件放置在定位短銷和削邊銷上，工件的上表面與夾具體接觸，整個定位方式是一面兩銷定位。注意此時輔助支撐應該與工件接觸。然后旋轉手柄，使得壓塊往前運動，直到壓塊壓緊工件，注意壓塊要壓得足緊，以防在鉆孔的時候工件發(fā)生轉動。 然后啟動立式鉆床，開始鉆孔，之后攻螺紋。加工完一個孔后，反向旋轉手柄，將壓塊和工件分離，之后提起支撐橫梁，將工件取出，旋轉180°后，再次將工件放置在夾具上，再將支撐橫梁放下，旋轉手柄，使得壓塊往前運動，直到壓塊壓緊工件，然后啟動立式鉆床，開始鉆孔，之后攻螺紋。加工完第二個孔后，反向旋轉手柄，將壓塊和工件分離，之后提起支撐橫梁，將工件取出。 5、相關計算 5.1 夾緊力的計算 由文獻4查得鉆孔時軸向力經(jīng)驗公式： （5-1） 其中： 代入數(shù)據(jù)后算得： （5-2） 在計算夾緊力時必須把安全系數(shù)考慮在內， 安全系數(shù) 其中，為基本安全系數(shù)1.2； 為加工性質系數(shù)為1.3； 為刀具鈍化系數(shù)為1.2； 為斷續(xù)切削系數(shù)為1.3 考慮到安全系數(shù)后，夾具所需的豎直向上的夾緊力： （5-3） 工件的夾緊是通過壓塊與工件之間的摩擦來實現(xiàn)的，所以摩擦力充當夾具所需的豎直向上的夾緊力。通過查找參考文獻【5】可知，45鋼與鑄鐵之間的摩擦系數(shù)，為了安全起見，不妨取。因此壓塊所需的壓緊力： （5-4） 5.2加工誤差分析 本道工序所需保證的是所加工的兩個孔，根據(jù)最終的零件要求可以知道，零件的螺紋孔到中心線之間的尺寸公差需要保持在中，而在這一步加工過程中，需要保證左右兩個零件同時合格。 本道工序中，加工螺紋孔的主要誤差來源有： A、鉆頭的位置誤差。鉆頭的位置誤差包括襯套與快換鉆套之間的位置誤差，麻花鉆與快換鉆套之間的位置誤差。這屬于夾具對定誤差。 B、工件擺放的位置誤差。也就是定位銷與削邊銷之間的尺寸誤差。這屬于定位誤差中的基準不重合誤差。定位銷與工件之間的配合誤差不用考慮，因為工件時豎直擺放，定位銷的軸線與工件內孔的軸始終都在豎直平面內。 在誤差分析中，忽略了襯套與鉆模板之間的配合誤差以及定位銷與夾具體之間的配合誤差，因為它們都是過盈配合。同時還忽略了快換鉆套內孔與外圓得同軸度誤差，因為對于標準鉆套，精度較高，此項可以忽略。 以下的誤差分析均采用極限位置法分析 鉆頭的位置誤差分析（夾具對定誤差）： 襯套與快換鉆套之間的配合關系是：，而， ，按照極限位置法分析可知：鉆套軸線與襯套軸線之間的最大偏差是在鉆套外圓取最小極限尺寸，襯套內孔取最大極限尺寸。 故計算夾具第一部分對定誤差： （5-5） 快換鉆套內孔的尺寸是：，而，按照極限位置法分析可知：快換鉆套軸線與麻花鉆軸線之間的最大偏差是在快換鉆套內孔取最大極限尺寸。 故計算夾具第二部分對定誤差： （5-6） 而鉆孔所需的工序公差： （5-7） 故總的對定誤差： （5-8） 故夾具所選的對定方案是合格的。 工件擺放的位置誤差分析（定位誤差）： 定位銷孔與削邊銷孔之間的尺寸公差為：，夾具體中定位銷孔與削邊銷孔的中心線的平行度公差為。按照極限位置法分析可知： 當夾具體定位銷孔與削邊銷孔的中心線往左偏移0.01 mm時，加工孔的尺寸為： （5-9） （5-10） 當夾具體定位銷孔與削邊銷孔的中心線往右偏移0.01 mm時，加工孔的尺寸為： （5-11） （5-12） 定位誤差為： （5-13） 所以夾具所選的定位方案合理。 總 結 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參考文獻 1.《機械加工余量標準》，25EQY-19-1999 2.李益民.《機械制造工藝設計簡明手冊》. 機械工業(yè)出版社. 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